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Algoritmi di gestione della cattura: perche?

Nel corso del follow-up si possono verificare modifiche della soglia di stimolazione dovute a:

- maturazione dell’interfaccia tessuto/elettrocatetere

- malfunzionamento dell’elettrocatetere

- modifiche de quadro clinico del paziente (terapia farmacologica, anomalie

elettrolitiche/metaboliche, variazioni del tono autonomico

Algoritmi in modo da evidenziare variazioni nella soglia di stimolazione ed ottimizzare le uscite di

stimolazioni pertanto:

• Aumentano la sicurezza del paziente

• Riducono il consumo di energia, aumentando la longevità del dispositivo

Algoritmi di gestione della cattura

Si riconducono a due algoritmi che utilizzano

gli stessi principi di base

• Controllo automatico della soglia di stimolazione ed

eventuale adattamento dell’uscita di stimolazione

• Verifica della cattura ventricolare battito-battito

Gestione della cattura: Controllo automatico della soglia di stimolazione

Il concetto base è identico in tutti i dispositivi e si basa su:

• Stimolazione della camera di interesse (a frequenza > di quella spontanea) ad uscita

decrescente

• Verifica della risposta evocata: segnale dell’attività elettrica prodotta dalla stimolazione

• Erogazione di stimolo di back-up ad alta uscita in caso di mancata risposta evocata (soglia)

Risposta evocataStimolo

Stimolo

Stimolo back-up

Non risposta evocata

Gestione della cattura: Controllo automatico della soglia di

stimolazione

Perché l’algoritmo funzioni sono necessari

– una frequenza intrinseca inferiore alla frequenza di stimolazione durante il test

– una corretta interpretazione dei segnali evocati che vengono verificati dal dispositivo con

software dedicati prima dell’esecuzione del test

Gestione della cattura: auto-cattura atriale

1. stimolazione atriale ad ampiezza descrescente: ad ogni stimolo atriale (A) corrisponde un segnale di risposta evocata (ER)

1. Ad ampiezza di uscita di 0.4 V allo stimolo atriale non corrisponde una risposta evocata: il dispositivo riconosce una perdita di cattura (LOC)

1. PAC: il dispositivo riconosce un’attività atriale (in periodo refrattario): si tratta dall’attività atriale intrinseca del paziente emersa dopo la perdita di cattura (il ciclo atriale intrinseco non è più resettato dalla stimolazione, inefficace)

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Gestione della cattura: auto-cattura ventricolare

1. stimolazione ventricolare ad ampiezza descrescente: ad ogni stimolo ventricolare (V) corrisponde un segnale di risposta evocata (ER)

1. Ad ampiezza di uscita di 0.4 V allo stimolo ventricolare non corrisponde una risposta evocata: il dispositivo riconosce una perdita di cattura (LOC).

1. Riconosciuta la perdita di cattura, viene erogato uno stimolo di backup ad alta uscita cui corrisponde nuovamente una risposta evocata

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Gestione della cattura: controllo cattura ventricolare battito-battito

• In corso di stimolazione il dispositivo verifica ad ogni battito la

presenza di una risposta evocata

• In caso di assenza di risposta evocata viene erogato uno stimolo di

back-up ad alta uscita

• Immediatamente viene aumentata l’ampiezza dell’impulso fino alla

verifica di almeno due catture consecutive confermate

• Viene avviato uno nuovo test di controllo automatico della soglia

Gestione della cattura: cattura ventricolare battito-battito

1. Soglia iniziale del paziente: 0.875 V

1. Mediante il controllo battito-battito, riconoscimento di perdita di cattura ed erogazione di uno stimolo di back-up ad alta soglia

1. Aumento progressivo dell’uscita di stimolazione

1. Rilevamento di cattura efficace all’uscita di 1.25 V

1. Ricerca della nuova soglia ventricolare

1. Definizione della nuova soglia di cattura a 1.25 V

1. Riprogrammazione automatica dell’uscita a 1.5 V

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Modificato da: Abbot

Gestione della cattura

La funzione di gestione cattura può essere programmata in modalità:

- Off

- Monitor: l’algoritmo verrà eseguito ma non verrà apportata alcuna modifica alla

programmazione

- On (o adattata): l’uscita di stimolazione verrà adattata in base all’effettiva soglia di

stimolazione (secondo parametri di sicurezza programmabili)

Gestione della cattura

In modalità ON e Monitor verrà creato dal dispositivo un report dettagliato dei risultati

visualizzabile al follow-up

Esempio di trend di soglia visualizzabile al follow-up (in questo caso in remoto): è immediatamente evidente

la stabilità del parametro elettrico

Algoritmi di gestione delle tachiaritmie atriali: razionale

La fibrillazione atriale

- è l’aritmia più frequente nella popolazione generale

- decorre spesso in forma asintomatica

- è gravata da un alto tasso di morbilità e mortalità per:

- eventi tromboembolici

- scompenso cardiaco (secondario ad elevata frequenza ventricolare, perdita del contributo atriale…)

I dispositivi impiantabili, attraverso l’utilizzo di algoritmi dedicati, permettono:

• Diagnosi precoce dell’aritmia anche se asintomatica

- Controllo della frequenza in corso di aritmia

• Controllo del ritmo in caso di aritmia

• Prevenzione dell’insorgenza dell’aritmia

Gestione delle aritmie atriali in atto

- Controllo della frequenza ventricolare in caso di aritmia atriale

- Automatic mode switch (AMS)

- Controllo del ritmo in caso di aritmia atriale

- Anti-tachicardial pacing (ATP)

- Cardioversione elettrica interna

Gestione delle aritmie atriali in atto:

controllo della frequenza

Mode switch (MS)

Interrompe la stimolazione atrio-guidato del ventricolo in presenza di

una attività atriale intrinseca con frequenza superiore ad un cut-off di

programmabile

A seconda delle aziende, la frequenza programmabile viene definita da

criteri differenti: “media delle frequenza”, “variabilità della frequenza”

o “frequenza puntuale massima”

Mode switch (MS)

Al raggiungimento del cut-off il dispositivo:

- Passerà da una modalità trascinata (DDD –VDD -R) ad una non

strascinata (DDI-VDI-VVI - R) riducendo le conseguenze

emodinamiche e i sintomi secondari ad una rapida risposta

ventricolare

- Modulerà la risposta della funzione in termini di velocità di

attivazione dell’algoritmo per evitare brusche variazioni di FC

- Al ripristino del ritmo sinusale il dispositivo passerà nuovamente ad

una modalità di stimolazione trascinata

MS: un esempio

Prima della visualizzazione dell’episodio vengono riepilogati i dati dell’episodio e la programmazione del

dispositivo

• Stimolazione bicamerale

• Inizio di aritmia atriale: riscontro di frequenza atriale > cut-off (180 bpm)

• Attivazione dell’algoritmo AMS:

• modifica della programmazione da DDDR a DDIR come da programmazione

• da una frequenza ventricolare media – stimolata – di 140 bpm si scende ad una frequenza ventricolare media - spontanea –di 90-100 bpm

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3

Mode switch (MS)

Ogni evento viene memorizzato dal dispositivo che crea un report

dettagliato visualizzabile al follow-up

Gestione delle aritmie atriali in atto: controllo del ritmo

Antitachicardial pacing (ATP)

- Interruzione di aritmie organizzate (flutter atriale e tachicardia atriale)

- Disponibile negli ICD e in alcuni PM

- Erogazione di una serie di impulsi elettrici ad una frequenza inferiore a quella della tachicardia: l’impulso elettrico “entra” nel circuito, resetta il ciclo dell’aritmia e la interrompe

- Si distinguono due tipi di ATP

- BURST: serie di impulsi con intervalli regolari

- RAMPA: serie di impulsi con intervalli decrementali

ATP: un esempio

Modificato da: JACC 2001: 38; 2 355-63

1. Riconoscimento di aritmia atriale (ciclo medio 250 msec)

1. Rampa: stimolazione a partire da un intervallo minore di quello della tachicardia (220 msec) con intervalli decrescenti (fino a 150 msec)

1. Ripristino del ritmo sinusale

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Gestione delle aritmie atriali in atto: controllo del ritmo

Cardioversione elettrica interna

- Disponibile solo sugli ICD

- Erogazione di uno shock (sincronizzato sull’onda R) a bassa

energia dal catetere da defibrillazione o (raramente) dal catetere

atriale

Gestione delle aritmie atriali: prevenzione dell’insorgenza

Prevenzione dell’insorgenza dell’aritmia mediante:

- Riduzione degli episodi di bradicardizzazione

- Riduzione dell’extrasistolia sopraventricolare

- Stabilizzazione del ritmo cardiaco (evitando una eccessiva variabilità della frequenza cardiaco con episodi di ciclo breve-lungo)


Overdrive atriale

Stimolazione atriale ad una frequenza di poco superiore a quella intrinseca per assicurare un’alta percentuale di stimolazione in atrio

(in ritmo sinusale o dopo episodio di FA)

• Evita episodi di bradicardizzazione

• Riduce l’extrasistolia sopraventricolare

• Stabilizza il ciclo cardiaco

Overdrive atriale: un esempio

1. Stimolazione atriale ad 84 battiti/minuto (A)

1. Rilevamento di due battiti atriali a frequenza più alta (P)

1. Immediato aumento della frequenza stimolazione a 93 bpm (A)

Modificato da: St. Jude Medical

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Stimolazione post-extrasistolica

Stimolazione eseguita dopo rilevamento di evento atriale prematuro (extrasistole) per ridurne l’incidenza e

stabilizzare la frequenza atriale mediante:

• Singolo stimolo per abolire la pausa post-extrasistolico

o

• Aumento temporaneo della frequenza di stimolazione atriale

Stimolazione post-extrasistolica: un esempio

Modificato da:Europace, Vol. 5, XXX 2003

1. Ritmo sinusale a ciclo 750 msec

1. Rilevante di extrasistole sopraventricolare (ciclo atriale di 500 msec)

1. Inizio di stimolazione atriale ad una frequenza maggiore di quella basale (ciclo 600 msec)

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Risposta post-esercizio fisico

Limita la velocità di riduzione della frequenza dopo

esercizio fisico con una lenta e graduale riduzione della

frequenza atriale stabilizzando il ciclo cardiaco

Modificato da: Europace 5 (3): 267–273,

Frequenza di stimolazione sottostante

Frequenza di stimolazione

Ritmo sinusale

Frequenza atriale sottostante

Algoritmi di ottimizzazione ritardi AV e VV nella CRT

Razionale

- Ottimizzazione intervallo AV: modifica la sequenza contrazione atriale-

contrazione ventricolare ottimizzando il riempimento ventricolare senza

“troncare” la contrazione atriale

- Ottimizzazione intervallo VV: modifica la sequenza contrazione ventricolo

destro-ventricolo sinistro per ottimizzare la gittata cardiaca

Algoritmi di ottimizzazione ritardi AV e VV nella CRT

Si basano su

• analisi dei tempi di conduzione AV e VV (spontanei e stimolati) mediante gli elettrogrammi endocavitari (EGM)

o

• Utilizzo di un sensore (accellerometro) posizionato in atrio in grado di indicare il grado di contrattilità miocardica

Ciascuna azienda ha sviluppato algoritmi specifici e non tutti i dispositivi al momento in commercio possiedono tali algoritmi

Ottimizzazione ritardi AV mediante EGM

Misurazione della durata dell’EGM atriale (depolarizzazione atriale):

considerata una stima del tempo di chiusura della valvola mitrale

Modificato da http://www.cardiocases.com

La chiusura della valvola

mitrale avviene appena prima

della fine dell’attività elettrica

(in blu)

L’intervallo AV ottimale dovrà

cadere pertanto poco prima

della fine dell’EGM

Nel caso specifico, pertanto,

l’intervallo AV dovrà essere

accorciato

Ottimizzazione ritardi VV mediante EGM

Il dispositivo misura la velocità di propagazione dello stimolo nelle

seguenti modalità:

– RV e LV spontanei (vedi fig. a lato)

– LV stimolato → RV spontaneo

– LV stimolato → RV spontaneo

Attraverso una formula matematica, le 3 misure vengono elaborate per fornire il ritrado VV ottimale che permetta

una contrazione sincronizzata di ventricoli.

Quick-Opt (Abbot)


Delta: ritardo di attivazione RV-LV

Ottimizzazione AV e VV: analisi EGM

• In presenza di AV normale: stimolazione solo sinistra

• In presenza di AV patologico (o assente conduzione AV): l’intervallo VV viene calcolato in base alla larghezza del QRS

Adaptive-CRT (Medtronic)

Modificato da Medtronic Academy

In stimolazione LV l’EGM risulta più largo rispetto alla stimolazione biventricolare sinicrona: il dispositivo si

programmerà pertanto in tale configurazione

Ottimizzazione AV e VV: utilizzo del sensore

Al momento una sola azienda ha sviluppato questo tipo di tecnologia (Microport).

• Utilizza un microaccellerometro (SonRTM) inserito nella punta del catetere atriale

• Riceve le vibrazioni del muscolo cardiaco che correlano con la contrattilità ed indirettamente con la gittata

• L’algortimo misura in tempo reale, a riposo e durante esercizio, la contrattilità in corso di 69 combinazione di ritardo AV/VV

http://www.crm.microport.com

Ottimizzazione AV e VV: utilizzo del sensore


a. Contrattilità cardiaca

rilevata dal sensore in

stimolazione

biventricolare pura

(0.59 gr)

b. Contrattilità cardiaca

rilevata dal sensore

anticipando il catetere

sinistro di 20 msec

(0.85 g)

a

b

Sensore

Questionario 1

In quale dei seguenti casi l’algoritmo “gestione cattura atriale” potrebbe segnalare un errore:

a) Bradicardia sinusale

a) Tachicardia sinusale

a) Extrasistolia sopraventricolare frequente

a) A+B

a) B+C

Questionario 1

Risposta: b+c

In caso di tachicardia sinusale ed

extrasistolia sopraventricolare si verifica

un aumento della frequenza atriale che

potrebbe impedire la corretta stimolazione

atriale durante il test

Questionario: 2

ECG sec. Holter: qual è l’ipotesi più probabile

1. Oversensing di attività atriale

1. Attivazione algoritmo AMS

1. Attivazione algoritmo autosoglia

1. Stimolazione VOO per interferenza elettromagnetica

1. Nessuna delle precedenti

Questionario: 2

Risposta esatta 2:

A: il dispositivo stimola correttamente in modalità sincrona AV

B. viene sentita un’attività atriale aritmica ad elevata frequenza con

stimolazione del ventricolo a frequenza rapida ed irregolare

C. Il dispositivo modifica la modalità di stimolazione (AMS): stimola il

ventricolo a frequenza fissa ed asincrona rispetto all’attività atriale

A

C

B

Questionario: 3

Paziente portatore di PM bicamerale; storia di FA parossistica.

Si presenta in PS con questo ECG

Immagine modificata da: http://www.wikiwand.com

Quale dei seguenti misure è più utile mettere in atto?

1. Nessuna: l’extrasistolia sopraventricolare bigemina non è clinicamente rilevante

2. Aumento della frequenza di stimolazione atriale a 70 bpm

3. Attivazione di algoritmo di ATP

4. Attivazione di algoritmo di stimolazione post-extrasistolica

Questionario: 3

Attivazione di algoritmo di stimolazione post-

extrasistolica

L’extrasistolia sopraventricolare è uno dei

fattori di rischio per insorgenza di

fibrillazione atriale.

L’attivazione di un algoritmo dedicato, in un

paziente noto per FA, è raccomandato

Questionario: 4

In un paziente PM-dipendente l’utilizzo di un algoritmo di gestione automatico della cattura ventricolare:

a. È sconsigliato

a. E’ consigliato

b. E’ consigliato solo in caso di bassa soglia di stimolazione

c. Non apporta alcun beneficio

Questionario: 4

Risposta corretta:

È consigliato: l’utilizzo dell’algoritmo

permette di correggere eventuali aumenti

della soglia, aumentando il grado di

sicurezza del paziente; inoltre l’utilizzo di

uno stimolo di back-up ad alta uscita

impedisce la comparsa di pause in questi

pazienti

Questionario: 5

In quali dei seguenti casi l’utilizzo

dell’autosoglia potrebbe non essere

consigliato

a. Bassi valori di sensing

b. Elettrocatetere monopolare

c. Nessuna delle precedenti

d. a+b

Questionario: 5

Risposta: a + b

Una delle condizioni fondamentali per il

corretto funzionamento dell’algoritmo è la

capacità di discriminare correttamente la

risposta evocata: la presenza di un basso

sensing o un sensing unipolare potrebbero

rendere ridotta tale capacità

Questionario: 6

• Paziente portatrice di PM (riferito monocamerale)

• Giunge in PS per tremori diffusi

• Presa visione dell’ECG il medico del PS chiama l’elettrofisiologo per sospetto malfunzionamento del PM.

Questionario 6

Qual è la diagnosi più probabile?

a) La paziente in realtà ha un dispositivo bicamerale

a) Stimolazione biventricolare con marcato ritardo VV

a) Algoritmo “test autocattura”

a) Tutte le precedenti

Questionario 6

Analisi delle risposte:

a) La paziente in realtà ha un dispositivo bicamerale: dovrebbe trattarsi di un dispositivo con intervallo AV estramemente breve

a) Stimolazione biventricolare con marcato ritardo VV: improbabile data la morfologia del QRS

Risposta corretta (NB: più probabile):

Algoritmo “test auto-cattura”: il dispositivo eroga uno stimolo e dopo poco uno stimolo di back-up

Ma...perché eroga lo stimolo di back-up nonostante il primo stimolo sia stato efficace?

1. Fase preparatoria del test di soglia in cui verifica la corretta rilevazione della risposta evocata?

Questionario 6

Al controllo del dispositivo:

...QUINDI...ALWAYS WORK IN PROGRESS...

Nel registro aritmie risulta in corrispondenza dell’ECG

controllo della soglia automatica

In ambulatorio si esegue test della soglia automatica:

all’ECG non viene evidenziato lo stimolo di back-up

Quindi?

Ipotesi più probabile sia che si tratti della fase

preparatoria del test di soglia in cui verifica la corretta

rilevazione della risposta evocata?

STIAMO COMUNQUE ATTENDENDO RISPOSTA DAI

SERVIZI TECNICI

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